(57)【要約】【課題】  ブッシュ内に生じる応力を直接的に測定可能としたブッシュ内応力測定装置を提供する。【解決手段】  ブッシュ内応力測定装置は、ブッシュ１内に配置された圧電素子５と、圧電素子５に交流電圧を印加する発振手段１０と、圧電素子５から出力される電流を検出する電流検出器１１と、電流検出器１１によって検出された電流を応力に変換する電流−応力変換手段１７とを備える。【選択図】  図１
2005121459.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブッシュ内に生じる応力を測定するためのブッシュ内応力測定装置であって、
前記ブッシュ内に配置された圧電素子と、
前記圧電素子に交流電圧を印加する発振手段と、
前記圧電素子から出力される電気量を検出する電気量検出手段と、
前記電気量検出手段によって検出された電気量を応力に変換する電気量−応力変換手段と
を備えてなることを特徴とするブッシュ内応力測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載のブッシュ内応力測定装置であって、
前記発振手段は印加する交流電圧の周波数を徐々に変化させる周波数可変部を備えたことを特徴とするブッシュ内応力測定装置。
【請求項３】
請求項２に記載のブッシュ内応力測定装置であって、
前記電気量検出手段で検出される最大電気量およびその最大電気量に対応する前記交流電圧の周波数を記憶するメモリ手段を備えたことを特徴とするブッシュ内応力測定装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載のブッシュ内応力測定装置であって、
前記周波数可変部は前記徐々に変化させる周波数の周波数パターンを繰り返し出力することを特徴とするブッシュ内応力測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のシャーシ等に使用されるブッシュ内に生じる応力を測定するためのブッシュ内応力測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このようなブッシュ内に生じる応力を測定する方法として、ブッシュ内に圧電素子を配設し、圧電素子に作用する応力に応じて圧電素子から出力される電流を検出することによって、応力を測定する方法が考えられる。
【０００３】
しかしながら、圧電素子に外部から作用する力の振動数が大きい場合には、出力される電荷が多くなり、出力される電流を検出することができるが、圧電素子に外部から作用する力の振動数が小さい場合には、出力される電荷が少なく、すぐに喪失し、出力される電流を検出できないという欠点がある。
【０００４】
そこで、従来は、ブッシュに生じる変位を測定することにより、ブッシュに作用する応力を求めていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、測定される変位はブッシュに作用する直接的な負荷でないため、信頼性に劣るという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明の解決しようとする課題は、ブッシュ内に生じる応力を直接的に測定可能としたブッシュ内応力測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための手段は、ブッシュ内に生じる応力を測定するためのブッシュ内応力測定装置であって、前記ブッシュ内に配置された圧電素子と、前記圧電素子に交流電圧を印加する発振手段と、前記圧電素子から出力される電気量を検出する電気量検出手段と、前記電気量検出手段によって検出された電気量を応力に変換する電気量−応力変換手段とを備えてなる点にある。
【０００８】
また、前記発振手段は印加する交流電圧の周波数を徐々に変化させる周波数可変部を備えた構造としてもよい。
【０００９】
さらに、前記電気量検出手段で検出される最大電気量およびその最大電気量に対応する前記交流電圧の周波数を記憶するメモリ手段を備えた構造としてもよい。
【００１０】
また、前記周波数可変部は前記徐々に変化させる周波数の周波数パターンを繰り返し出力する構造としてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載のブッシュ内応力測定装置によれば、ブッシュ内に配置された圧電素子と、圧電素子に交流電圧を印加する発振手段と、圧電素子から出力される電気量を検出する電気量検出手段と、電気量検出手段によって検出された電気量を応力に変換する電気量−応力変換手段とを備えた構造とされているため、発振手段によって印加する交流電圧の周波数を適宜変更して印加し、圧電素子に作用する応力と、印加される交流電圧の周波数との共振により得られる大きな電気量を検出することによって、ブッシュ内に生じる応力を直接的に測定することができる。
【００１２】
また、請求項２に記載のブッシュ内応力測定装置によれば、発振手段は印加する交流電圧の周波数を徐々に変化させる周波数可変部を備えているため、応力測定のために印加される交流電圧の周波数における共振する周波数が自動的に得られる。
【００１３】
さらに、請求項３に記載のブッシュ内応力測定装置によれば、電気量検出手段で検出される最大電気量およびその最大電気量に対応する交流電圧の周波数を記憶するメモリ手段を備えているため、メモリ手段に記憶されている電気量および周波数から電気量−応力変換手段によりブッシュ内に生じた応力を知ることができる。
【００１４】
また、請求項４に記載のブッシュ内応力測定装置によれば、周波数可変部は徐々に変化させる周波数の周波数パターンを繰り返し出力するため、ブッシュ内に生じる応力変化も経時的に知ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明のブッシュ内応力測定装置にかかる実施形態を図面に基づいて説明すると、図１ないし図３において、１は自動車のシャーシに使用されるブッシュで、円形の内筒２および外筒３と、内筒２外周面と外筒３内周面間に充填状に設けられたブッシュゴム４とを備えた構造とされている。
【００１６】
また、ブッシュ１内に位置した内筒２の長さ方向中間部外周面には、圧電素子５が樹脂モールド６により一体に装着されており、その配線７が外部に取り出されている。
【００１７】
そして、その配線７には、交流電圧を印加するための発振手段１０と、電流を検出するための電気量検出手段としての電流検出器１１が接続されている。
【００１８】
前記発振手段１０は、周波数を発生するための高周波発生器等からなる発振器１２と、発振器１２を駆動する駆動部としての変調器１３と、変調器１３を制御する制御部としての周波数可変信号生成器１４とを備える。そして、周波数可変信号生成器１４は変調器１３に対して、所定の低周波数から所定の高周波数に至って徐々に変化する周波数パターンを繰り返し出力するように制御されており、周波数可変部を構成する。
【００１９】
ここに、発振手段１０は、交流電圧の周波数を徐々に変化させて圧電素子５に印加する構造とされている。
【００２０】
前記電流検出器１１は、抵抗部１１ａと電流検出部１１ｂを備え、電流検出器１１の電流検出部１１ｂで検出される電流からピークとなる最大電流を検出するピーク検出回路１５が備えられている。また、ピーク検出回路１５で検出された最大電流およびその最大電流に対応する交流電圧の周波数を記憶するメモリ手段としてのメモリ１６が備えられると共に、メモリ１６に記憶された最大電流と周波数から、対応する応力に変換する電気量−応力変換手段としての電流−応力変換手段１７とを備えている。
【００２１】
そして、電流−応力変換手段１７には、交流電圧の各周波数に応じて、最大電流と応力との対応関係を示すデータのテーブルがそれぞれ予め求められて格納されている。
【００２２】
本実施形態におけるブッシュ内応力測定装置は以上のように構成されており、ブッシュ１内に生じる応力を測定する場合には、周波数可変信号生成器１４から出力される周波数パターンに基づき、発振手段１０により低周波数から高周波数に至って徐々に変化する交流電圧を圧電素子５に印加しながら電流検出器１１で出力される電流を検出していけばよい。
【００２３】
そして、圧電素子５に作用する応力と印加される交流電圧の周波数が合致した場合には、共振により大きなピーク電流が流れ、ピーク検出回路１５はそのピーク電流を最大電流として検出し、その最大電流および最大電流に対応する交流電圧の周波数をメモリ１６に記憶する。また、電流−応力変換手段１７は、そのメモリ１６に記憶された前記周波数に対応する最大電流と応力との対応関係を示すデータのテーブルを格納されているデータから選択し、最大電流からそのデータに基づき対応する応力を求めて、適宜接続されているディスプレイやプリンタ等に出力する。ここに、ブッシュ１内に生じている応力を直接的に測定することができ、信頼性に優れる。
【００２４】
この際、発振手段１０により低周波数から高周波数に至って徐々に変化する交流電圧を圧電素子５に印加し、共振により大きなピーク電流を生じさせる方法としているため、圧電素子５に作用する力の振動数の大小にかかわらず、電流を検出することができる利点がある。
【００２５】
また、周波数パターンの繰り返し出力により、圧電素子５に低周波数から高周波数に至って徐々に変化する交流電圧が繰り返し印加されているため、その時々に応じた最大電流および最大電流に対応する周波数がメモリ１６に記憶されると共に、電流−応力変換手段１７により対応する応力が出力されるため、時々刻々とブッシュ１内に生じる応力を測定することができる。
【００２６】
そして、メモリ１６に記憶されている最大電流や対応する周波数および対応する応力を必要に応じて取り出すことにより、ブッシュ１内に生じる経時的な応力変化の軌跡も容易に出力でき、使い勝手に優れる。
【００２７】
なお、上記実施形態において、電気量検出手段として電流検出器１１を用い、電流を検出する構造を示しているが、電気量検出手段として電圧検出器を用い、電気量としての電圧を検出する構造としてもよい。この場合、ピーク検出回路１５により最大電気量としての最大電圧を検出すればよく、その最大電圧と、その最大電圧に対応する交流電圧の周波数をメモリ１６に記憶する構造とすればよい。そして、電気量−応力変換手段としては、交流電圧の各周波数に応じて、最大電圧と応力との対応関係を示すデータのテーブルがそれぞれ予め求められて格納された構造とすればよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態にかかるブロック図である。
【図２】ブッシュの断面図である。
【図３】図２のII−II線断面矢視図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  ブッシュ
２  内筒
３  外筒
４  ブッシュゴム
５  圧電素子
１０  発振手段
１１  電流検出器
１２  発振器
１３  変調器
１４  周波数可変信号生成器
１５  ピーク検出回路
１６  メモリ
１  電流−応力変換手段
【図１】
2005121459.tif 000003
【図２】
2005121459.tif 000004
【図３】
2005121459.tif 000005